给水厂设计 -

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目录一.基础资料 (3)1.1工程设计背景 (3)1.2设计规模 (3)1.3基础资料及处理要求 (3)二.设计水质水量计算 (5)2.1设计水质 (5)2.2设计水量 (5)三.工艺流程和构筑物形式的选择 (5)3.1工艺流程的选择 (5)3.2构筑物形式的选择 (6)四.给水处理构筑物设计计算 (6)4.1混凝药剂与投加方式的选择 (6)4.2配水井 (8)4.3机械混合池 (9)4.4隔板反应池 (11)4.5平流沉淀池 (14)4.6普通快滤池 (17)4.7氯消毒及其投加设备 (26)4.8清水池 (27)五.给水处理厂布置 (30)5.1平面布置 (30)5.2高程布置 (32)六.参考文献 (34)一.基础资料1.1工程设计背景某市位于广东省中南部,北接广州,南连深圳,是近年来珠江三角洲经济发展和城市化进程较快的地区。

近年来,由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高,用水的需求不断增长,原有水处理厂的生产能力已不能满足要求,对经济发展和人民生活造成了严重影响,为缓解这一矛盾,经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准,决定在东江南支流南岸、鳌峙塘新建一座给水处理厂。

1.2设计规模该净水厂总设计规模为()dmM341010⨯+(M为学生学号的个位数字)。

征地面积约40000m2,地形图见附图。

1.3基础资料及处理要求1.3.1原水水质原水水质的主要参数见表1。

东江原水水质资料表1序号项目单位数值序号项目单位数值1 浑浊度度54.2 13 锰mg/L 0.072 细菌总数个/mL 280 14 铜mg/L 0.013 总大肠菌群个/L 9200 15 锌mg/L <0.0 54 色度色度单位20 16 BOD5mg/L 1.965 嗅和味- 17 阴离子合成剂mg/L -6 肉眼可见物微粒18 溶解性总固体mg/L 1077 pH 7.37 19 氨氮mg/L 3.148 总硬度mg/L 42 20 亚硝酸盐氮mg/L 0.05(CaCO) 539 总碱度mg/L 47.5 21 硝酸盐氮mg/L 1.1510 氯化物mg/L 15.2 22 耗氧量mg/L 2.4911 硫酸盐mg/L 13.3 23 溶解氧mg/L 6.9712 总铁mg/L 0.171.3.2地址条件根据岩土工程勘察报告,水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层,并夹杂大量的块石,平均厚度为5米左右,最大层厚达9.4米,该土层结构松散,工程地质性质差,未经处理不能作为构筑物的持力层,为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形,本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石,碎石粒径为2~5CM,桩径为400毫米,桩孔距为1M,按梅花形布置。

1.3.3气象条件项目所在地属于亚热带海洋性气候,阳光充足,雨量充沛,多年平均气温22℃,绝对最高温度38.2℃(94.7.2),绝对最低温度-0.5℃(57.2.11),年平均霜冻日3.6天,最多10天。

年平均日照时数1932小时,年平均降雨量1788.6mm,日最大降雨量367.8mm(81.7.1),年平均相对湿度79%。

主导风向东北(01班)、西南(02班)。

1.3.4处理要求出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的相关要求。

二.设计水质水量计算2.1设计水质给水处理过程设计出厂水水质应满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中检测项目指标要求,生活饮用水水质应符合下列基本要求:水中不应含有病原微生物,水中所含化学物质及放射性物质不应危害人体健康,水的感官性状良好。

2.2设计水量设计水量()()dmMQ34441012102101010⨯=⨯+=⨯+=三.工艺流程和构筑物形式的选择3.1工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。

一般来讲,地下水只需要经消毒处理即可;对含有铁、锰、氟的地下水,则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。

地表水为水源时,生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。

如果是微污染原水,则需要进行特殊处理。

根据上述要求,本设计选择 →“原水 → 混凝 → 沉淀 → 过滤 → 消毒”的处理工艺。

3.2构筑物形式的选择P AC氯消毒原水机械混合池隔板反应池平流沉淀池普通型滤清水池四.给水处理构筑物设计计算4.1混凝药剂与投加方式的选择根据原水的水质水温和PH 值的情况,选用混凝剂为聚合氯化铝,投加浓度为10%。

混凝剂的投加分干投法与湿投法两种,本设计采用湿投法 4.1.1药剂溶解与溶液配制 (1)溶液池容积设计中取日处理水量h m d m Q 33525005.1* 120000==;采用聚合氯化铝,根据原水水质,参考当地某厂,单位混凝剂投量取L mg a 50=。

溶液浓度为5%~15%,调配次数n=3,溶液池调节容积:3198.20310417525050417m bn aQ =⨯⨯⨯==ω设计取21m ³,溶液池分两格,一用一备,每格的有效容积为21m ³,有效高度为1.5m ,超高0.5m ,则每格实际尺寸为B ×L ×H=4m ×3.5m ×2.0m (2)溶解池容积3223.6213.0)3.0~2.0(m =⨯==ωω有效高度取1.6m ,超高取0.4m ,则 溶解池实际尺寸为B ×L ×H==2m ×2m ×1.8m溶解池搅拌设备采用ZJ-700型折桨式搅拌机,浆板深度1.5m 。

4.1.2投药泵 (1)投加方式混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型。

重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加。

压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。

(2)计量设备计量设备有孔口计量、浮杯计量、定量投药箱和转子流量计。

设计采用耐酸泵与转子流量计配合投加。

计量泵每小时投加药量h m q 3163.28218===ω计量泵型号J-Z1600/0.6,选用三台,二用一备。

J-Z1600/0.6型计量泵参数:流量为1.6 m3/h 、扬程为10~60m ,进出口直径40mm.重263kg 生产单位重庆水泵厂。

4.1.5加药间及药库 (1)加药间各种管线布置在管沟内:给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。

加药间内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm 。

为便于冲洗水集流,地坪坡度≧0.005,并坡向集水坑。

(2)药库药剂按最大投加量的15d 用量储存。

每日聚合氯化铝所占体积tkg Q a W 3.66300100012600050100030==⨯=⨯⨯=药剂通道系数采用15%,则面积为115%药剂堆积高度为2m ,则药库面积:254.3 2/)15.151(6.3m =⨯⨯4.2配水井本设计总处理水量d m Q /1260003=,分两个系列,每个系列处理水量为d m /630003(1)进水管管径本设计取s m v /3.1=,则进水管管径为m v Q D 15.13600243.114.312600044=⨯⨯⨯⨯==π本设计进水管取DN=1200mm (2)出水管管径本设计取s m v /40.1=。

则出水管管径为m v Q D 81.036002440.114.36300044=⨯⨯⨯⨯==π本设计出水管管径取DN=800mm (3)配水井尺寸配水井水力平衡时间取30s ,则体积为375.4330360024126000m Qt V =⨯⨯==水深取3m ,则面积为258.14375.43m H V F ===分两个系列,则每个系列平面面积为229.7258.142m F f ===则取B ×L=2.7m ×2.7m堰宽取长的1/3为1m 则配水井尺寸为:L=1.2+0.4x2+0.2x2+2.7x2+2x0.2+1x2=10.2m B=2.7+2x0.2=3.1m H=3+0.3=3.3m4.3机械混合池机械混合是在混合池内安装搅拌装置,用电动机驱动搅拌器,使水和药剂混合。

混合池可以是方形,方形应运较多,混合池池深和池宽之比为1:3~1:4。

混合时间控制在10~60S,搅拌速度梯度G 一般为600~10001-s4.3.1有效容积取混合时间min 5.0=T ,池数n=2个,则321.8823600240312600060m n QT V =⨯⨯⨯==机械混合池尺寸及有关参数选定:池总高:()m 3.2545.01=+=超高H H 直径:D=2.8m搅拌器外缘速度:()s m s m s m v 3.03.01.50.3,设计中取~一般采用= 搅拌器直径:m D D 87.1320==,设计中取2.0 m搅拌器宽度:m D B 28.01.0==,设计中取0.3 m 搅拌器层数:因3.1~2.1:≤D H ,设计中取一层 搅拌器叶数:4=Z搅拌器叶桨宽度:B=(0.1~0.25)Do=0.4m 搅拌器距池底高度:m D 0.10.50= 4.3.2搅拌器转速min 28.70.23.0606000r D v n =⨯⨯==ππ4.3.3搅拌器角速度s rad D v 3.002.03.0220=⨯==ω4.3.4轴功率取阻力系数4.0=c ,搅拌器层数1=B 层,搅拌器半径m R 0.10=,则kWgZBR cN 10.809.8408 1.0143.0010004.040843432=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ρω4.3.5所需轴功率取水的动力黏度s P a ⋅⨯=-4101.029μ,速度梯度1730-=s G ,则 kWVG N 82.1010270088.2110029.11022-421=⨯⨯⨯==μ21N N ≈,满足要求 4.3.6电动机功率 取传动机械效率85.0=∑n η,则kW N N n71.1285.080.1023===∑η机械混合池计算各部分尺寸示意如图2所示。

图2 机械混合池示意图4.4隔板反应池4.4.1设计水量水厂总处理水量为126000 m3/d ,隔板絮凝池分为两个系列,每个系列设计水量为:s m h m Q 33729.0262525250===4.4.2设计计算水厂设俩个系列,每个系列设一个隔板絮凝池,n=2(1)单组絮凝池有效容积取絮凝时间min 12=T ,则387520602625m QT V =⨯==(2)絮凝池长度,设计中取m H 5.2'=,m B 18=m B H V L 4.19185.2875'=⨯==设计可取20m.廊道内流速采用六档,1v =0.5m/s, 2v =0.4,3v =0.35, v4=0.3 m/s v5=0.25m/s 6v =0.2m/s隔板间距按廊道内流速不同分成六档58.05.25.023******* 3600111=⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=H nv Q a 若取 1a =0.6,则实际流速 0.48m/s73.05.24.023******* 3600111=⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=H nv Q a 若取 2a =0.7,则实际流速 0.417m/s 按上法计算得,20.045.1243.0,20.1292.000.1365.080.06,6554,43,3========v a v a v a v a每一种间隔采用三条,则廊道总数为18条,水流转弯次数17次,则25.17)45.12.10.18.07.06.0(3)(36543211=+++++⨯=+++++=a a a a a a L按廊道内流速不同分成六段,分别计算水头损失:水力半径.mH a H a R 27.05.226.05.26.0211111=⨯+⨯=+=槽壁粗糙系数n=0.013, 流速系数ny n n R n C 1=15.0)10.0013.0(27.075.013.0013.05.2)10.0(75.013.05.211=-⨯⨯--⨯=---=n R n y故2.63013.027.015.0111===n R C y第一段廊道长度m B L 5418331=⨯=⨯=第一段水流转弯次数31=S第i 段转弯处流速mv H a Qv i i 402.0,36004.1010'==,则絮凝池第一段的水头损失为mL R C v v S h n 086.05427.02.63486.08.92402.0332g 22211112o1122=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=ξ 由此方法计算出各段水力半径及水头损失: 段数 Sn Ln Rn Voi Vn Cn hn 1 3 54 0.270 0.402 0.486 63.2 0.086 2 3 54 0.307 0.344 0.417 64.4 0.062 3 3 54 0.345 0.302 0.365 65.6 0.047 4 3 54 0.417 0.242 0.292 67.5 0.029 5 3 54 0.484 0.208 0.243 69.0 0.021 62360.5620.1670.20070.60.009H=Σhn =0.254mGT 值计算(t=C O20)S S T rh G 454.452010029.160254.01000604==⨯⨯⨯⨯==-μGT=45×20×60=54000(在5410~10范围内)池底坡度oo 27.120/254.0Lhi ===4.4.3隔板絮凝池布置絮凝池与沉淀池设过度段,宽2m,过渡段设DN200排泥管,每条隔墙地面设200×200mm 排泥孔俩个。